一、膀胱过度充盈致压力刺激引发疼痛
膀胱是储存尿液的器官，正常情况下有一定的容量范围。当长时间憋尿时，膀胱内尿液不断积聚，逐渐过度充盈，膀胱壁被持续牵拉扩张，膀胱内压力升高，膀胱壁上分布的神经受到刺激，这种刺激会传导至中枢神经系统，从而产生疼痛感觉。例如，研究表明，正常膀胱容量约为300-500毫升，当超过其耐受容量继续憋尿时，膀胱壁承受的压力显著增加，神经受刺激程度加重，便会引发腹痛。
二、膀胱周围肌肉痉挛所致腹痛
憋尿过程中，膀胱持续处于扩张状态，其周围的肌肉（如盆底肌等）会处于紧张收缩状态以维持膀胱的形态和功能。长时间憋尿后，这些肌肉可能发生痉挛性收缩，进而引起腹部疼痛。这种肌肉痉挛是身体对膀胱过度充盈的一种应激反应，肌肉不自主的强烈收缩会导致局部疼痛不适。
三、特殊人群的相关情况
儿童：儿童膀胱容量相对较小，且膀胱功能发育尚不完善，长时间憋尿更易导致膀胱过度充盈，不仅会引起腹痛，还可能影响膀胱正常的神经反射和肌肉功能发育，增加日后出现排尿功能障碍等问题的风险，因此家长应引导儿童及时排尿。
孕妇：孕期随着子宫增大，会对膀胱产生压迫，若此时再憋尿，会进一步加重膀胱的压力，不仅容易引发腹痛，还可能因膀胱压力过高影响子宫周围的血液循环等，对孕妇和胎儿健康产生不利影响，孕妇需特别注意及时排空膀胱。
老年人：老年人膀胱肌肉弹性减退，憋尿时膀胱扩张的耐受性更差，长时间憋尿导致腹痛的同时，还可能增加泌尿系统感染、膀胱结石等疾病的发生几率，应养成及时排尿的习惯。